РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ШКОЛЫ С АКЦЕНТОМ НА ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕСТНЫХ МАТЕРИАЛОВ И СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, СООТВЕТСТВУЮЩИХ КЛИМАТИЧЕСКИМ УСЛОВИЯМ.

Maqolada ta‘lim muassasalarini barqaror loyihalash masalalari iqlim sharoitlariga moslashtirilgan qurilish materiallari va texnologiyalarini tanlashga urg‘u berilgan holda ko‘rib chiqiladi. Asosiy e‘tibor mahalliy va ekologik xavfsiz materiallardan ularning energiya samaradorligi, xizmat muddati va uglerod izini hisobga olgan holda foydalanishga qaratilgan. Maktab binolarining konstruktiv elementlari — tashqi qoplama va deraza tizimlaridan tortib issiqlik izolyatsiyasi, pardozlash va shift materiallarigacha — kompleks tahlil qilingan. Tabiiy va qayta tiklanuvchi resurslarni (po‘kak, yog‘och plitalar, sellyuloza), shuningdek, uzoq muddatlilikni ta‘minlaydigan va atrof-muhitga ta‘sirni minimallashtiradigan texnologik yechimlarni qo‘llash zarurligi asoslab berilgan. Taklif etilayotgan tavsiyalar ham ekspluatatsiya xarajatlarini kamaytirishga, ham ta‘lim jarayoni sifatini oshirishga xizmat qiluvchi barqaror arxitektura muhitini shakllantirish uchun asos bo‘lib xizmat qilishi mumkin.

УДК:727 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ШКОЛЫ С АКЦЕНТОМ НА ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕСТНЫХ МАТЕРИАЛОВ И СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, СООТВЕТСТВУЮЩИХ КЛИМАТИЧЕСКИМ УСЛОВИЯМ. Давранбекова Алина Жамиль кизи Магистрант Ташкентского архитектурно-строительного университета E-mail: alininpochtoviyadres@mail.ru https://doi.org/10.5281/zenodo.15652343 Аннотация: В статье рассматриваются вопросы устойчивого проектирования образовательных учреждений с акцентом на выбор строительных материалов и технологий, адаптированных к климатическим условиям. Основное внимание уделяется использованию местных и экологически безопасных материалов с учетом их энергоэффективности, срока службы и углеродного следа. Представлен комплексный анализ конструктивных элементов зданий школ — от наружной облицовки и оконных систем до утеплителей, отделочных и потолочных материалов. Обосновывается необходимость применения природных и возобновляемых ресурсов (пробки, древесных плит, целлюлозы), а также технологичных решений, обеспечивающих долговечность и минимизацию воздействия на окружающую среду. Предлагаемые рекомендации могут служить основой для формирования устойчивой архитектурной среды, способствующей как снижению эксплуатационных затрат, так и повышению качества образовательного процесса. Ключевые слова: устойчивое строительство, образовательные учреждения, строительные материалы, энергоэффективность, углеродный след, местные материалы, климатически адаптированные технологии, экологичность, теплоизоляция, долговечность конструкций.

RECOMMENDATIONS FOR SELECTING MATERIALS AND TECHNOLOGIES FOR A SCHOOL, EMPHASIZING THE USE OF LOCAL MATERIALS AND MODERN TECHNOLOGIES APPROPRIATE TO THE CLIMATIC CONDITIONS. Abstract: The article addresses the issues of sustainable design in educational institutions, focusing on the selection of building materials and technologies adapted to climatic conditions. Particular attention is given to the use of local and environmentally friendly materials, taking into account their energy efficiency, service life, and carbon footprint. A comprehensive analysis is presented of the structural components of school buildings—from exterior cladding and window systems to insulation, finishing, and ceiling materials. The necessity of using natural and renewable resources (such as cork, wood-based panels, and cellulose) is substantiated, alongside technological solutions that ensure durability and minimize environmental impact. The proposed recommendations serve as a basis for shaping a sustainable architectural environment that reduces operational costs and enhances the quality of the educational process. Keywords: sustainable construction, educational institutions, building materials, energy efficiency, carbon footprint, local materials, climate-adapted technologies, environmental sustainability, thermal insulation, structural durability.

ВВЕДЕНИЕ Проектирование образовательных учреждений, в частности школ, требует всестороннего подхода к выбору строительных материалов, обеспечивающих долговечность конструкций, минимизацию энергозатрат на этапах производства и эксплуатации, а также снижение углеродного следа. В современных условиях устойчивого развития строительной отрасли данные аспекты приобретают особое значение. Энергоэффективность зданий напрямую связана с выбором материалов, их технологическими характеристиками и эксплуатационными свойствами. МЕТОДЫ Исследование проведено с использованием проектно-аналитического подхода, включающего комплексный анализ ключевых строительных материалов и технологий, применяемых в возведении образовательных учреждений. В работу вошли: сбор и обработка данных по энергоэффективности, углеродному следу и срокам службы материалов; сравнительный анализ локальных и современных технологий с учётом климатических особенностей региона; оценка эксплуатационных характеристик конструктивных элементов зданий школ. Также был проведён синтез технических и экологических критериев для формирования рекомендаций по оптимальному выбору материалов и технологий, направленных на повышение устойчивости и долговечности зданий. Источником информации послужили отечественные и международные стандарты, а также опыт применения инновационных строительных решений в условиях различных климатических зон. РЕЗУЛЬТАТЫ Целью данного исследования является проведение комплексного анализа ключевых строительных материалов, применяемых в возведении школ, с последующей оценкой их характеристик по следующим критериям: встроенная энергия (Primary Embodied Energy, PEI), углеродный след (Global Warming Potential, GWP), срок службы и эксплуатационные особенности. На основе этого анализа предлагаются рекомендации по оптимальному подбору материалов для различных конструктивных элементов здания. 1. Наружная облицовка: функции и критерии выбора: Наружная облицовка выполняет несколько критически важных функций, таких как защита здания от атмосферных воздействий, обеспечение эстетического облика и частичный контроль воздушного обмена с окружающей средой [3]. Значительную роль играет её влияние на энергоэффективность здания, поскольку материалы с высоким PEI существенно увеличивают углеродный след в течение жизненного цикла объекта. В Таблице 1 представлены ключевые характеристики распространённых материалов для наружной облицовки, включая показатели PEI (невозобновляемая и возобновляемая энергия), GWP и срок службы.

Таблица 1. Характеристики материалов наружной облицовки GW PEI PEI Срок P (кг невозобновл возобновл служ Преимущест Ограничен Материал CO₂- яемая яемая бы ва ия экв./ (МДж/м²) (МДж/м²) (лет) м²)

Вертикальн Высокая о Высокая долговечност перфориров 90– невозобновл 599 12 79 ь, анный 100 яемая огнестойкост глиняный энергия ь кирпич Низкий Деревянные углеродный Ограниченн 40– каркасные 182 179 5.9 след, высокая ый срок стены возобновляем службы ость Легкий, хорошие Средняя 60– Газобетон ~300 ~10 ~40 теплоизоляци долговечнос онные ть свойства Каменная Максимальна Очень кладка я высокая 800+ 5 90 100+ (натуральны долговечност энергоёмкос й камень) ь ть

Анализ данных показывает, что вертикально перфорированный глиняный кирпич представляет собой оптимальное решение с учётом долговечности и огнестойкости, несмотря на высокие показатели PEI. Для обеспечения низкого углеродного следа можно рекомендовать деревянные каркасные конструкции, хотя их меньший срок службы требует дополнительных мер по техническому обслуживанию и контролю. Газобетон является компромиссным вариантом с хорошими теплоизоляционными свойствами, но средней долговечностью.

2. Прозрачные конструкции: Теплоизоляционные параметры и долговечность оконных систем существенно влияют на энергетический баланс здания. Современные технологии предлагают ряд вариантов:

Двойные стеклопакеты с коэффициентом теплопередачи Ug=1.1 Вт/(м²·К), характеризующиеся средней энергоёмкостью производства (~600 МДж) и сроком службы порядка 50 лет; Тройные стеклопакеты (Ug=0.7 Вт/(м²·К)) с более высокой энергоэффективностью, но увеличенной энергоёмкостью (>900 МДж); Двойные фасады из стекла, отличающиеся высоким уровнем энергоёмкости (~2500 МДж), но обеспечивающие лучшие показатели звукоизоляции и эстетики; Поликарбонатные панели, которые обладают меньшей долговечностью (около 25 лет) и умеренной энергоёмкостью.

Исходя из баланса энергоэффективности и долговечности, двойные стеклопакеты рекомендуется считать оптимальным вариантом для использования в образовательных зданиях.

3. Штукатурки и утеплители: Экологические и эксплуатационные характеристики штукатурных и утепляющих материалов существенно влияют на микроклимат помещения и долговечность конструкции. В таблице 2 приведены основные параметры исследованных материалов.

Таблица 2. Свойства штукатурок и утеплителей Срок PEI Материал службы Особенности (МДж/м²) (лет) Известково-цементные и Экологичные, Низкая До 80 гипсовые штукатурки долговечные Теплоизоляционные Повышенная Высокая ~60 штукатурки энергоёмкость Эффективны, но Композитные утеплители (EPS) Высокая ~30 обладают высоким PEI Очень Экологичные, Глиняные штукатурки До 80 низкая регулируют влажность

Оптимальная практическая рекомендация предполагает комбинирование известково-цементных и глиняных штукатурок для обеспечения как теплоизоляции, так и качественной отделки внутренних поверхностей. 4. Теплоизоляция: В таблице 3 представлены основные теплоизоляционные материалы с указанием энергоэффективности, углеродного следа и срока службы.

Таблица 3. Основные параметры теплоизоляционных материалов GWP (кг Срок PEI Материал CO₂- службы Особенности (МДж/м²) экв.) (лет) Стандартный Пенополистирол (EPS) 511 28 30 утеплитель Экструдированный 405 21 30 Высокая прочность пенополистирол (XPS) Эффективная Полиуретан (PUR) 349 17 30 теплоизоляция Низкий PEI и Пробка 15 1.1 40–60 углеродный след Древесно-шерстяная Экологичные, низкий 89 0.8 30–50 плита углеродный след Высокая Пеностекло 1030 49 100 долговечность Баланс Минеральная вата 74 5.4 30–50 экологичности и долговечности

Целлюлозный Экологичный, 33 1.8 35–50 наполнитель низкий PEI

Из анализа видно, что материалы на природной основе (пробка, целлюлоза, древесно-шерстяные плиты) являются наиболее экологичными благодаря низким показателям PEI и GWP, что способствует снижению углеродного следа здания. Для объектов с высокими требованиями к долговечности рекомендуется применение пеностекла и минеральной ваты. В конструкциях с высокими механическими нагрузками оптимальны XPS и пеностекло.

Таблица 4. Характеристики материалов для внутренних стен GWP PEI PEI (кг Срок Материал невозобновляема возобновляема CO₂- служб Особенности я (МДж/м²) я (МДж/м²) экв./м² ы (лет) ) Универсальны Гипсокарто 97 50 1.2 40–60 й, лёгкий, н (12,5 мм) экономичный Лоамовые Натуральные, 84 2 0 — плиты экологичные Деревянные Высокая плиты 40 281 26 50–90 возобновляема (спрус) я энергия Венеерная Прочная, 177 540 23 50–90 фанера эстетичная

5. Внутренние облицовочные материалы: Гипсокартон сохраняет позиции универсального материала благодаря простоте монтажа и невысокой стоимости, в то время как натуральные материалы способствуют формированию здорового микроклимата и повышают визуальную эстетику внутренних помещений .

Таблица 5. Сравнительный анализ потолочных материалов GWP PEI PEI (кг Срок Комментари Материал невозобновляема возобновляема CO₂- служб и я (МДж/м²) я (МДж/м²) экв./м² ы (лет) ) Высокая долговечност Штукатурны 56 0.8 3.3 80 ьи й потолок экологичност ь

Кальций-силикатные плиты | 56 | 1.3 | 4.5 | 40 | Влагоустойчивые | | Гипсоволоконные плиты | 97 | 50 | 1.2 | 40–60 | Быстрый монтаж | | Древесно-волокнистая плита | 110 | 381 | 28 | 30–50 | Высокая возобновляемая энергия | | Стальные панели | 375 | 14 | 22 | 40–70 | Высокая энергоёмкость | Штукатурные потолки являются оптимальным выбором с точки зрения долговечности и экологичности, особенно в сочетании с кальций-силикатными плитами для влажных помещений. Таблица 6. Параметры материалов для стяжек GWP PEI PEI (кг Срок Материал невозобновляема возобновляема CO₂- служб Особенности я (МДж/м²) я (МДж/м²) экв./м² ы (лет) ) Цементная Высокая 203 3.8 18 50–80 стяжка прочность Кальций- Быстрый сульфатная 71 2.2 5.8 40–60 монтаж, стяжка экологичнее Высокая Мастичны 443 5.1 — — энергоёмкост й асфальт ь

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Проведённый анализ демонстрирует, что комплексный подход к выбору строительных материалов с учётом их энергоэффективности, экологической безопасности и долговечности позволяет существенно повысить устойчивость и эксплуатационные характеристики образовательных зданий. Вертикально перфорированный глиняный кирпич и деревянные каркасные конструкции рекомендованы для наружных ограждений. Для теплоизоляции оптимальны природные материалы с низким углеродным следом — пробка, целлюлоза, древесно-шерстяные плиты. Внутренние отделочные материалы и потолочные конструкции должны обеспечивать баланс между экологичностью, функциональностью и экономической целесообразностью. Пояснения: PEI — Primary Energy Input (первичная энергия) GWP — Global Warming Potential (потенциал глобального потепления, в кг CO₂-экв.) [a] — срок службы материала (в годах) Знак «-» означает, что данные по выбросам парниковых газов отсутствуют или не предоставлены. Источники: 1. М. де Луччи (2011). Архитектура школ: Новая образовательная среда 2. О. Каннон (2010). Третий учитель: 79 способов, как дизайн может трансформировать преподавание и обучение. 3. Р. У. Хэтти (2017). Класс будущего: как технологии формируют обучение. 4. Е. Дж. Томас (2016). Проектирование связанных образовательных опытов: Рамки для цифровой грамотности